現(xiàn)在,,火箭發(fā)射幾乎無一例外地采用“10,、9………3、2,、1”發(fā)射倒計時程序,但你知道嗎,,發(fā)明倒計時發(fā)射程序的居然是一位導(dǎo)演,。
1926年3月16日,世界上第一枚液體火箭在美國的馬薩諸塞州試制成功,。這時,,德國烏發(fā)電影公司決定拍攝一部描寫太空旅行的科幻故事片——《月球少女》。該片導(dǎo)演弗里茲·蘭格為了加強(qiáng)影片的戲劇效果,,別出心裁地在有關(guān)火箭發(fā)射的鏡頭中設(shè)計了倒數(shù)計時發(fā)射程序,。當(dāng)時,,佛利茨·蘭格非常擔(dān)心,如果按照正常的“1,、2,、3……”發(fā)令,很容易拍砸,,于是蘭格靈機(jī)一動,,改用“……3、2,、1,,發(fā)射!”,。
沒想到的是,,這一來自電影畫面的火箭發(fā)射程序竟引起了火箭專家們的極大興趣。經(jīng)過研究表明,,這種倒數(shù)計時發(fā)射程序是十分科學(xué)的,。它簡單明了,又表述清楚準(zhǔn)確,,而且還突出地表示了火箭發(fā)射準(zhǔn)備時間的逐漸減少,,使人思想集中,產(chǎn)生準(zhǔn)備時間即將完畢,,發(fā)射就要開始的緊迫感,。此后,科學(xué)的倒數(shù)計時發(fā)射程序被普遍采用至今,。
中美倒計時有差異
經(jīng)常觀看發(fā)射直播的細(xì)心網(wǎng)友可能會發(fā)現(xiàn),,中國發(fā)射直播的倒計時是:“10、9,、8,、7、6,、5,、4、3,、2、1(不讀0),、點(diǎn)火(等待3 秒左右)-起飛”,,也就是說讀到0的時候火箭才點(diǎn)火。
而像SpaceX 公司那樣的美國公司則是“10,、9,、8,、7、6,、5,、4、3( 此時點(diǎn)火),、2,、1、0,、起飛”,,也就是火箭實(shí)際上是在倒計時尚未到0,火箭就點(diǎn)火了,,美國的火箭是在“搶跑”,?為什么會有這些區(qū)別呢?難道只是習(xí)慣上的差別嗎,?
背后的“玄機(jī)”
簡單地說,,中國的火箭倒計時是點(diǎn)火倒計時,點(diǎn)火之后發(fā)動機(jī)滿推力需要一定時間,,然后才能起飛,。在發(fā)射平臺上有觸點(diǎn),如果火箭有了位移會被接通,,精確的起飛時間會立即測量出來并輸入測控系統(tǒng),。如果你看中國火箭發(fā)射的直播,在“點(diǎn)火”“起飛”口令后,,很快會有人報,,“起飛時,XX時XX分XX秒XXX毫秒”,。
美國的火箭都是采用起飛倒計時,,或者以主發(fā)動機(jī)推力完全建立的時間為任務(wù)零時。國外媒體稱,,這其中的不同是因?yàn)橹袊壳暗倪\(yùn)載火箭均未采用牽制釋放裝置,,火箭起飛與否全憑發(fā)動機(jī)的推力,推力達(dá)到額定值之后自然就起飛了,。由于發(fā)動機(jī)啟動是個瞬態(tài)過程,,各個發(fā)動機(jī)之間也不會完全同步,起飛時間是這個過程的結(jié)果,,無法人工控制,,所以采用倒計時點(diǎn)火,然后測量起飛時間,。
美國主流運(yùn)載火箭全部采用了牽制釋放裝置,,即火箭在起飛瞬間前是被“鎖”在發(fā)射臺上的,,在預(yù)定起飛時間前幾秒鐘啟動發(fā)動機(jī),牽制釋放裝置會測量發(fā)動機(jī)的推力,,如果達(dá)到額定推力會解鎖放飛火箭,,倒計時零時即為放飛火箭的時間。由于牽制釋放裝置允許各個發(fā)動機(jī)在火箭靜止?fàn)顟B(tài)工作一小段時間,,可以消除掉不同發(fā)動機(jī)之間不同步推力的影響,,其動作時間也可以被更加精確地控制。
但資料顯示,,這種說法不是完全準(zhǔn)確,,有些火箭,如宇宙神5火箭,,其主發(fā)動機(jī)推力建立的時間為任務(wù)零時,,固體助推點(diǎn)火在T0+0.8秒,起飛時間在T0+約1秒,。
牽制釋放裝置需要非常高的可靠性,,在火箭發(fā)射的時候,應(yīng)該釋放時不釋放(會導(dǎo)致該正常飛行的火箭無法飛行,,從而被迫中止發(fā)射),,或者應(yīng)該牽制時不牽制(會導(dǎo)致點(diǎn)火起飛程序不正常的火箭失去支撐,后果無法想像),,都是非常嚴(yán)重的事故,。
這一裝置工作的環(huán)境要非常惡劣,要承受發(fā)動機(jī)推力大于火箭本身重力的部分(最大者如土星5號運(yùn)載火箭上配備的F1發(fā)動機(jī),,推力達(dá)4900千牛)以及由此帶來的振動,、噪聲、熱輻射等,,結(jié)構(gòu)上必須堅固可靠,,而分離時又要絕不拖泥帶水地同步執(zhí)行動作。一般都是用最簡單粗暴的方法,,即用爆炸螺栓直接炸開連接結(jié)構(gòu),。
在美國火箭發(fā)射臺上,牽制釋放裝置一般是箭體底緣4個比較敦實(shí)的裝置,。只要在這個裝置釋放前,,火箭還有繼續(xù)立在地球表面的可能,但一旦開始工作,,開弓沒有回頭箭,,地球的重力被火箭毫無羈絆地拋在身后。